تعیین فرمول ساختمان آلکانها

ثبت‌نام آزمون ورودی دبیرستان‌های استعدادهای درخشان
آوریل 2, 2021
اطلاعات اولیه ژنتیک پایه
آوریل 3, 2021
نمایش همه

تعیین فرمول ساختمان آلکانها

تعیین فرمول ساختمان آلکانها

تعیین ساختمان Determination of structure
تعیین فرمول ساختمان ترکیبی که سنتز شده یا از یک منبع طبیعی جداسازی شده است یکی از معمولترین و مهمترین کارها در شیمی آلی است.
این ترکیب در یکی از دو گروه قرار میگیرد، اگر چه احتمالاً «در بدو امر نمیدانیم کدام گروه.
این ترکیب یا (الف) ترکیبی است که قبلاً «گزارش شده و ما باید ساختمان آن را تعیین کنیم، یا (ب) یک ترکیب جدید است که ساختمان آن را باید اثبات کنیم.

تعیین ساختمان Determination of structure
تعیین فرمول ساختمان ترکیبی که سنتز شده یا از یک منبع طبیعی جداسازی شده است یکی از معمولترین و مهمترین کارها در شیمی آلی است.
این ترکیب در یکی از دو گروه قرار میگیرد، اگر چه احتمالاً «در بدو امر نمیدانیم کدام گروه.
این ترکیب یا (الف) ترکیبی است که قبلاً «گزارش شده و ما باید ساختمان آن را تعیین کنیم، یا (ب) یک ترکیب جدید است که ساختمان آن را باید اثبات کنیم.
اگر ترکیب قبلاً به وسیله شیمیدانان دیگری مورد بررسی قرار گرفته و ساختمان آن تعیین شده باشد، شرح خواص آن را میتوان در نوشتار شیمی همراه با شواهد مربوط به اثبات ساختمان آن، یافت.

در آن صورت، فقط لازم است که نشان دهیم ترکیب مشابه ترکیبی است که قبلاً گزارش شده است.
از سوی دیگر، اگر ترکیب ما ترکیب جدیدی باشد که قبلاً گزارش نشده باشد، بایستی شواهد بیشتری را بر اثبات ساختمان آن ارائه دهیم.
حال ببینیم – در اینجا به طور کلی و بعداً به طور مفصلتر – چگونه باید با این موضوع برخورد کرد. در مقابل ما یک بالن حاوی یک گاز، یا چند میلیلیتر از یک مایع، یا توده کوچکی از یک بلور قرار دارد. باید جواب به این سئوال را بیابیم که این چیست؟

ابتدا ترکیب را خالص نموده و خواص فیزیکی آن را نظیر نقطه ذوب، نقطه جوش، دانسیته، ضریب شکست و انحلال پذیری در حلالهای مختلف را تعیین میکنیم.

در آزمایشگاههای امروزی انواع طیفهای ترکیب به ویژه طیف زیر قرمز و طیف NMR را اندازه میگیریم؛ در واقع به علت اطلاعات با ارزشی که به این طریق به دست میآید.
بررسیهای طیفی را در مرحله پس از خالص سازی انجام میدهند. از طیف جرمی وزن مولکولی بسیار دقیق به دست میآید.
استفاده از روش مستقیم تجزیه با اشعه X که توزیع دقیق اتمها را در یک مولکول تعیین میکند در حال افزایش است.
ابتدا باید به وسیله تجزیه کیفی عنصری مشخص کنیم که چه عناصری وجود دارند. متعاقب آن تجزیه کمی انجام میگیرد و از روی آن و وزن مولکولی، فرمول مولکولی را تعیین میکنیم؛ این عمل را در صورتی انجام میدهیم که گمان کنیم ترکیب جدید است.

در مرحله بعدی به طور سیستماتیک رفتار ترکیب را در مقابل بعضی واکنشگرها مطالعه میکنیم. این رفتار همراه با تجزیه عنصری، انحلالپذیری، و طیفها، معمولاً به ما اجازه میدهند که ترکیب را مشخص کنیم، یعنی، تصمیم بگیریم که مجهول متعلق به چه خانوادهای است.

مثلاً ممکن است دریابیم که ترکیب یک آلکان، آلکن، آلدئید یا استر باشد.
حال سئوال این است که این آلکان چیست؟ یا چه آلکان ، چه آلدئید و یا چه استری داریم؟ برای یافتن جواب، باید به نوشتار شیمی مراجعه نموده و ترکیبات مربوط به خانواده ترکیب مجهول را بررسی کنیم.
اگر ترکیبی را پیدا کنیم که خواص فیزیکی اش مشابه با خواص فیزیکی ترکیب مجهول باشد، در آن صورت شانس این که دو ترکیب، یکسان باشند خیلی زیاد است.
برای تائید آن معمولاً مجهول را به وسیله یک واکنش شیمیایی به ترکیب جدیدی که یک مشتق نامیده میشود تبدیل میکنیم و نشان میدهیم که این مشتق مشابه با ترکیبی است که از روش گزارش شده به دست آمده است.
از طرف دیگر، اگر ما ترکیب گزارش شدهای را پیدا نکنیم که خواص فیزیکی آن به جسم مجهول یکسان باشد، در آن صورت کار ما خیلی مشکلتر خواهد بود،ما ترکیب جدیدی را داریم و باید ساختمان آن را اثبات کنیم.
ممکن است عمل تنزل را انجام دهیم یعنی مولکول را به قسمتهای مختلف شکسته، ساختمان هر قطعه را تعیین کرده و ساختمان نهایی را نتیجه میگیریم.

برای تایید کامل ساختمان، مجهول را به روشی که هیچ شکی در ساختمان آن باقی نگذارد سنتز میکنیم.
بعد از این که با جنبههای بیشتری از ساختمان ترکیبات آلی آشنا شدیم، خواهیم دید، چگونه طیف سنجی در روش عمومی که در بالا توضیح داده شد، جای میگیرد.

ایزومری در آلکان‌ها

آلکان‌ها می‌توانند راست‌زنجیر یا شاخه‌دار باشند؛آلکان راست زنجیر به آلکانی می‌گویند،که در ساختار آلکان همه اتم‌های کربن به یک یا دو اتم کربن دیگر متصل باشند.

معمولاً کلمه نرمال در ابتدا یا انتهای نام آلکان راست زنجیر گفته می‌شود.

آلکان شاخه دار به آلکانی گفته می‌شود که در ساختار آن حداقل یک اتم کربن به ۳ یا ۴ اتم کربن دیگر متصل باشد.

ترکیباتی که فرمول مولکولی یکسان دارند اما آرایش اتمی و فرمول ساختاری و خواص فیزیکی و شیمیایی متفاوت دارند را نسبت به هم، هم پار یا ایزومر می‌نامند.

آلکان‌هایی که چهار یا تعداد بیش تری اتم کربن داشته باشند دارای ایزومر هستند. تعداد ایزومرها برای آلکان‌ها به ترتیب به شرح زیر است: ۱ -۱ – ۱ – ۲ – ۳ – ۵ – ۹ – ۱۸ – ۳۵ – ۷۵ – ۱۵۹ – ۳۵۵ – ۸۰۲ – ۱۸۵۸ – ۴۳۴۷ – ۱۰۳۵۹ – ۲۴۸۹۴ – ۶۰۵۲۳ و…

جالب است بدانید که تا به حال هیچ فرمول ریاضی کلی برای محاسبهٔ تعداد ایزومرهای یک آلکان پیدا نشده‌است.

اما فرمول زیر برای یافتن تعداد ایزومرهای آلکان‌هایی است که دارای ۴ تا ۷ کربن هستند. {\displaystyle 2^{n}/16+1}{\displaystyle 2^{n}/16+1}

دیدگاه ها بسته شده است